曹意强：艺术与科学革命

“艺术”一词，原指“技术”，如今在人们的心目中，它正好代表与“科学”或“技术”相反的人类创造成果。但如果翻检任何一部现代英语辞典，就会发现，“艺术”一词的首要意义依然是“科学或知识”的形式，而其第二义也是“达到某种目的之系列手段与程序”。现在人们普遍认可的区别于上述释义、包含美的观念的“艺术

”，始终不是“艺术”的第一义。

艺术史家潘诺夫斯基在上个世纪50年代曾暗示，17世纪的西方科学革命，其根源可以追溯到15世纪发轫的“视觉革命”。埃杰顿更进一步提出，由14世纪意大利画家乔托所开创的“艺术革命”：即运用解剖学、透视学及明暗法等科学手段，在二维平面上创造三维空间的真实错觉，为17世纪的“科学革命”提供了一套全新的观察、再现和研究现实的“视觉语言”。他假设，如果伽利略没有受过这套新的视觉语言的教育，就不可能有他的科学发现。为了证实其论点，埃杰顿把目光转向了中国。他以中国艺术家复制西方传教士带入中国的宗教绘画为例，说明中国为什么没有出现科学革命的原因。平面化的视觉艺术语言，阻碍了科学地观察与再现自然的技术的发展。

埃杰顿的观点难免偏激，受到了马洪尼的批评。后者否定15世纪的艺术家的技术革新为科学革命提供了重要背景，认为，在17世纪的科学革命中，科学家依靠几何学，通过视觉图像解释的不是机器的运作方式，而仅仅是机器的模样。只有代数学的完善，才使科学家能够清楚地表述动力学法则，由此完成科学革命。

无论如何，埃杰顿假说强调了一个在过去与现在均受到忽视的重要问题：视觉艺术在人类各知识领域中究竟起着何等作用？目前正兴起的“视觉文化研究”热表明这一点已开始被重视。

如今人们乐意争论艺术与科学的异同，是因为其功能在我们的时代发生了根本的变化。“艺术”被剥离了宗教、权力和实用的功能，而纯粹是具有内在创造与审美价值的特殊的人类精神产品，正因为如此，人们才觉得艺术不同于科学。

我们对于“科学”一词的理解，似乎没有分歧，词典所下的定义较一致：科学乃是关于自然法则的知识，包含所有具有一般性意义的研究，只要是在客观的、可验证的事实基础上、运用相应的方法所从事的研究，都属于科学的范围。这种将“客观性与方法论”两者相提并论，是一种非常年轻的乐观主义理想。在两个世纪以前，科学的胚胎才开始在自然哲学母体中形成；在18世纪以前的西方，形而上学、神学和哲学统治整个知识世界。今天，一谈艺术与科学的关系，人们就以“想象力”为两者的连接点，承认科学家和艺术家的共同点是他们都必须运用想象力，而以表述方式为岔道，认为他们的本质差异在于科学家使用“概念”和“公式”工作，而艺术家使用“形象”思维表达情感。科学家是理性的代表，而艺术家更接近于宗教狂热。如果我们请来17世纪的伽利略，问问他的意见，他会觉得我们的区分很荒唐，他会同意时人的看法，肯定“神学是各门科学的女王。”

艺术与科学分家则是很晚近的事。亚里士多德说艺术是对自然的模仿，意即艺术乃是人类理解自然现象的科学。如果说现代科学起源于所谓的“文艺复兴”时代，那么许多伟大的科学先驱就是艺术家。莱奥纳尔多・达芬奇即是典型的例子，他几乎涉足了科学的各个领域。例如，他所开创的人体解剖学，可以说为21世纪的生命科学奠定了基础。在烛光下，莱奥纳尔多在教堂太平间解剖过30余具尸体，绘制了一千多幅详实的解剖图，还曾打算与另一画家合作出版人类历史上第一部人体解剖百科全书。

莱奥纳尔多对科学做出的革命性的贡献是从观察入手，而非依据权威文典从事研究。这一点现在听来微不足道，但看一下与他同时代的外科医生的工作方式，就能使我们认识到，他一切从头做起，尊重实际观察所得，并以此检验科学假说的做法，为现代实验科学奠定了基础。在16世纪，人体解剖已是西方医学的重要课程，然而，有一幅当时的版画，描绘医学教授教课的方式，看来真令人惊谔：人体解剖由技工实施，学生围观，而教授则高坐于讲台，照本宣读中世纪的医学文典，根本不顾文典描述是否与解剖事实符合。

古罗马医师加伦解剖过动物，根据臾猴等活体动物的解剖结果推断人体的构造，特别是发现了血液循环的学说。莱奥纳尔多没有参考这个权威学说，依据自己的观察，对人体的心、肺、脑、子宫与肌肉结构进行了深入的研究，他的画稿准确地记录了观察结果。他还采用具体的科学手段从事这种观察。在解剖人体之前，他先将石蜡注入器官，以便探究肌肉的作用力，并用铁丝特制人体下肢的模型，进一步考究肌肉的用力。为了理解眼球的构造，他把眼球煮沸，以研究其中凝固的部分。莱奥纳尔多是最早质疑加伦的理论权威的人，他对心脏和血管所作的研究，得出与加伦截然相反的结论，他发现瓣膜限定血液仅向一侧流动，搞清了心脏与血管的压力关系，可惜他没有进一步对此做出解释，一如他很少画完自己的艺术作品。

如果没有莱奥纳尔多这位艺术家，人类也许还要等待很久才能理解自己的身体。莱奥纳尔多不仅是第一个解剖大脑，并描述身体肌肉与功能的人，而且是弄清子宫构造、理解胎盘发育，以及女性卵子和男性精子在交媾中的活力程度的先驱者。

有人以为莱奥纳尔多是为艺术的目的而研究解剖学，这显然误解了他的本意。他的宗旨是要让艺术为解剖学服务，不仅仅是从艺术的角度理解人体形式，而且更重要的是从科学的角度探究人类器官的功能，以及由年龄、性别的差异而引起的病理变化。为了探究人类的恐惧心理，他赴绞首台观察死囚犯的表情，试图考察人的情感与体质之间的微妙关系。由此，莱奥纳尔十分重视描绘病人与老人的脸部表情，现代医学――中医更是如此――不就依据不同的面色诊断疾病的吗？

科学是发现、观察和解决问题的艺术。莱奥纳尔多等文艺复兴艺术家，虽然没有试图从自己的科学观察中推演出一般的理论法则，但对新的科学时代的形成起了不可忽视的作用。他们主要不是通过提出假说，而是通过他们的眼睛所收集的证据去挑战词语的权威，借助其生动而有效的视觉形式记录、表现观察所得的证据。没有这类证据，现代科学就难以诞生。开普勒在17世纪初所解决的重要的视觉问题，一个现代生理学上的第一个重大发现：即眼睛是如何在视网膜上形成图像的问题，就是奠基于艺术家阿尔伯蒂所阐发的透视学和莱奥纳尔所发明的“暗箱”，也就是现代相机的前身。

现代科学史大致经历了四个阶段：透视学是第一个阶段的标志；天文镜和显微镜的诞生是第二个阶段的标志；照相术的发明标志了第三个阶段，而电脑的诞生标志着第四个阶段。在这每一个阶段，艺术运动与科学上的革命如果不是相继产生就是并行发生：开普勒的行星运动定律与巴洛克艺术的椭圆结构；牛顿的物理光学实验与荷兰内景画的光线处理；量子论与修拉的点彩技法；相对论与塞尚的空间观念；电脑时代的视觉媒体更不必多提了，可以说是一个图像的时代。

艺术与科学是人类探索世界的两种平行的方式。那么，它们之间究竟存在着什么区别呢？20世纪的人，在看待这个问题上已与17、18世纪的人大相径庭。罗素认为：“在艺术上，没有天赋，就创造不了有价值的作品，而在科学上，甚至庸才也能为伟大的事业添砖加瓦。”立体派画家布拉克认为艺术与科学的区别在于：“艺术家力图激发人的情感，科学家力图令人信服。”也就是说：科学追求客观的精确性，排除多义性，寻求可以为大家辨认的客观性；艺术接受多义性，甚至加以强调，认为在主观经验王国里，多义性是不可避免的事实。

现在许多人同意这种说法，但没有理解它所包含的深刻悖论。艺术的直观性使许多人误以为艺术易于理解，而科学则不然。艺术家和科学家普遍认为两者不同，所谓“左脑右脑”的假说更加剧了这个区别：科学家的工作，是分析性的，注重逻辑，主要使用左脑。右脑主直觉与想象力，因此艺术家的右脑较发达。

法国作家瓦莱里否定这种划分，认为：“科学和艺术是两个露骨的名称，势不两立。但事实上，它们不可分隔……如果将两者自然地放在我仅处理反映思想问题的情境之中，我认为它们之间没有明确的区别。”

区别即是相互吸引的动力。艺术家需要利用科学手段更好地通过艺术表达自己的情感，而科学家需要借助艺术创造有机的模式去说明世界。艺术与科学合力征服新的观念，它们常常运用相同的题材达到相同的目的。创造思想与创造形式造就艺术家与科学家。探究宇宙的奥秘是他们共同的目标。他们所用的媒介不同，但在平行的探索之路上，他们互相启发，相得益彰。

美学关注自然与艺术中的“美的科学”，可以说是艺术家和科学家共用的科学。科学家和艺术家都重视美与规则。人们通常说科学的本质是逻辑思维，伟大的科学家都认为这种说法言过其实，他们都强调想象力是科学发现过程的有机部分。科学理论需要经过长时间的发展，在这个过程中美学考虑起着关键的作用。亚里士多德在《物理学》中，牛顿在《光学》中都将自己的探究描述为对逻辑美的追求。

而伟大的艺术家在创作中经常将遵守规则置于美学考虑之上。巴哈循规蹈矩，利用现成的公式，公开称自己是工匠，而美并非是他依据“神圣的数学”所创作的乐曲的唯一目标。斯特拉文斯基的音乐创作过程，一如科学家的工作，费力费时，讲究程序，他也把作曲家描述为“工匠，他的音节与节奏材料本身中包含的表现因素，并不高于木匠的木料或珠宝匠的石头”。修拉认为规则与方法构成了他的艺术的灵魂，他说“如欲在我的作品中见出诗意”，那就完全误解了他，“不，我运用我的方法，那是我的作品的全部”。马蒂斯创作大幅作品时，就像科学家推演假说，对每一个形式，每一个色块都进行严密的推敲：“当每一个部分找到了合理的关系时，从这一刻起，多加一根线就得重画整幅作品。”凡高通常被视为缺乏理性、单凭主观性的艺术家典型，但在一封致他弟弟的信中，他描述了创作的过程，读后使我们感到他的创作过程犹如数学家的精密演算：“……不要认为我愿意故意拼命工作，使自己进入一个发狂的状态。相反，请记住，我被一个复杂的演算所吸引，演算导致了一幅幅快速挥就的画作的迅速产生，不过，这都是事先经过精心计算的。”布拉克的一句话，可概括凡高的精神：“我热爱法则，法则可以纠正情感。”

说科学家求客观性，其实科学家并非总比艺术家更客观。伽利略故意忽视开普勒的著作，巴斯德并没有马上服从达尔文的进化理论。检验现有知识的必要性，探究新领域的激情，发现新次序的希望，激发科学家去接受与艺术家相同的基本挑战：去揭示前人所从未表达过的东西，从而留下其创造的痕迹。

第一位化学诺贝尔奖得主范托夫说，“最富革新精神的科学家几乎都是艺术家，音乐家或诗人”。哥白尼，巴斯德是视觉艺术家，罗马数学家欧拉，诺贝尔和平奖获得者、传教医生施韦策和爱因斯坦是音乐家。创造性往往源于一种将传统上难以协调的经验形式融合起来的能力。因此，最富于创造性的艺术家也是天才的科学家。

观念与图像是科学与艺术的要素，缺一不可。为了创造，必须视觉化，不论在心里，还是在纸上，或通过测量。量化与视觉化是一个硬币的两面。在伟大的科学家和艺术家的心目中，艺术与科学本是一个整体，无高下之分。艺术不仅是科学发现的图解，而且是科学发现过程中的有机部分。诚如爱因斯坦所说：书面与口头语言在他的思想机制中并不起什么作用，而起作用的是“能够‘自动’复制或融合的……清晰的图像”。而充当其思想成分的心灵现象具有“视觉类型”的特征：视觉范畴是首要的，只有在第二个阶段，他才寻求“语言或其他类型的符号”加以表述。细嚼爱因斯坦这段话，不难见出仅仅以强调艺术家与科学家都运用想象力这一共同点来谈论艺术与科学的关系，是何等的肤浅，何等的无益于我们理解这种关系！即使在表述科学发现的阶段，爱因斯坦并没有否定“其他类型的符号”，也即视觉艺术的作用。对于伟大的科学家来说，艺术不是图解，有时就是科学解释。英国皇家天文学家马丁爵士在最近的一次讲座中提到，研究地球和星球上的生命科学是21世纪的主要课题。他在讲座的过程中多次用埃歇尔的版画解释宇宙的形成和银河系的形成与扩展的状态。埃歇尔的艺术，在他的心目中，不就是科学的再现，不就是科学的陈述吗？